§8 平面束与平面把

 

平面束

1定义:空间中过一定直线3§8  平面束与平面把的所有平面的集合称为有轴平面束,3§8  平面束与平面把称为这平面束的轴;空间中平行于一定平面的所有平面的集合称为平行平面束。

有轴、平行平面束统称为平面束。

2 方程

定理1:对任一对确定的不全为0的实数λ,μ,方程

λ(3§8  平面束与平面把x+3§8  平面束与平面把y+3§8  平面束与平面把z+3§8  平面束与平面把)+μ(3§8  平面束与平面把x+3§8  平面束与平面把y+3§8  平面束与平面把z+3§8  平面束与平面把)=0 (1)

表示过二相交平面

3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把x+3§8  平面束与平面把y+3§8  平面束与平面把z+3§8  平面束与平面把=0 , i=1,2

的交线3§8  平面束与平面把的一个平面;反之,对过3§8  平面束与平面把的任一平面π,必存在不全为0的实数λ,μ,使π的方程为(1)

证明:先证(1)表示过3§8  平面束与平面把的平面。

(1)即为(λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把)x+(λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把)y+(λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把)z+λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=0

我们断言:上式中x,y,z的系数不全为0,其实若不然,则有

-μ:λ=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把

这与3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把相交矛盾 ∴(1)表示一平面π,又显然π过3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把的交线l。

次证:对3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把的平面π,必存在不全为0的λ,μ,使π的方程为(1)

首先,若π≡3§8  平面束与平面把,取λ=1,μ=0,若π≡3§8  平面束与平面把,取λ=0,μ=1,

一般地,若π≠3§8  平面束与平面把,i=1,2 取π上一点A(α,β,γ)3§8  平面束与平面把l。

于是,(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把)(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把)=0

即 λ:μ=-(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把):(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把

不妨取 λ=-(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把),μ=3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把

则 (1)便表示过3§8  平面束与平面把的平面,又显示该平面过A,∴这平面就是π

:求过二平面4x-y+3z-1=0与x+5y-z+2=0的交线,且过原点的平面的方程

:略。

定理2:设在方程(1)中,3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把,则对任意一对满足-μ:λ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把的不全为0的实数λ,μ,(1)表示平行于3§8  平面束与平面把的一个平面π;反之,对任意平行于3§8  平面束与平面把的平面π,必存在满足-μ:λ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把的不全为0的实数λ,μ,使π的方程为(1)

证明:先证,对任意一对满足-μ:λ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把的不全为0的实数λ,μ(1)

表示平行于3§8  平面束与平面把的平面π。

由于-μ:λ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把, ∴λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把≠0,从而

(1)表示一平面π,又

3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=k

则(λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把):3§8  平面束与平面把=(λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把):3§8  平面束与平面把=(λ3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把):3§8  平面束与平面把=λk+μ

∴π∥3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把

再证:对任意平行于3§8  平面束与平面把的平面π,必存在不全为0的且满足

-μ:λ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把的λ,μ,使π的方程为(1)

首先,若π≡3§8  平面束与平面把,取λ=1,μ=0;若π≡3§8  平面束与平面把,取λ=0,μ=1显然此时

-μ:λ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把要么同时为0,要么同时非0)

一般地,若π≠3§8  平面束与平面把,i=1,2 取π上一点A(α,β,γ)3§8  平面束与平面把π,同定理1的证明类似。取λ,μ满足

λ:μ=-(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把):(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把

今验证 -μ:λ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把 其实,若不然,则

3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把):(3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把)=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把

3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把)-3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把α+3§8  平面束与平面把β+3§8  平面束与平面把γ+3§8  平面束与平面把)=0

3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把-3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把)β+(3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把-3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把)γ+3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把-3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=0

3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把=3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把

这与已知不符, ∴-μ:μ≠3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把,即(1)表示一平行于3§8  平面束与平面把的平面,

又显然A(α,β,γ)在该平面上, ∴这平面正是π

定理3:设平面π:Ax+By+Cz+D=0,则π′∥π〈═〉π′的方程可表为

Ax+By+Cz+Dλ=0

事实上,"〈═"显然

"═〉"若π′∥π,且设π′:A′x+B′y+C′z+D′=0

则 A′:A=B′:B=C′:C=k

∴π′:kAx+kBy+kCz+D′=0

即 π′:Ax+By+Cz+3§8  平面束与平面把=0

:求与平面3x+y-z+4=0平行,且在z轴的截距等于-2的平面的方程。

:略。

 

面地(平面汇)

1、定义:空间中过一定点3§8  平面束与平面把的所有平面的集合称为平面把,3§8  平面束与平面把——把心

2、方程

定理1:对于任意不全为0的A,B,C,方程

A(x-3§8  平面束与平面把)+B(y-3§8  平面束与平面把)+C(z-3§8  平面束与平面把)=0 (2)

表示过3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把)的一个平面π,反之,对过3§8  平面束与平面把的任一平面π必存在不全为0的A,B,C,使其方程为 (2)

更一般地,我们有

定理2:对任意不全为0的λ,μ,ν,方程

λ(3§8  平面束与平面把x+3§8  平面束与平面把y+3§8  平面束与平面把z+3§8  平面束与平面把)+μ(3§8  平面束与平面把x+3§8  平面束与平面把y+3§8  平面束与平面把z+3§8  平面束与平面把)+ν(3§8  平面束与平面把x+3§8  平面束与平面把y+3§8  平面束与平面把z+3§8  平面束与平面把

=0 (3)

表示过三平面 3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把x+3§8  平面束与平面把y+3§8  平面束与平面把z+3§8  平面束与平面把=0, i=1,2,3

(唯一)交点3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把3§8  平面束与平面把)的一个平面π;反之,对任意过3§8  平面束与平面把的平面π,必存在不全为0的λ,μ,ν,使π的方程为(3)。

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